一、预应力锚索抗滑桩的加固机理

 

　　锚索抗滑桩是由预应力锚索与钢筋混凝土抗滑桩联合组成的一种抗滑支挡结构。抗滑桩的加固机理就是依靠桩本身的抗弯及抗剪强度抵抗滑坡推力，由于悬臂式抗滑桩纯粹是一个抗弯构件，没有发挥桩身材料混凝土抗压强度的优势性能，因而抵抗滑坡的能力很有限，且随着滑坡推力的增大，桩身截面积增加较快，耗材耗时。预应力锚索支挡结构是一种柔性支护结构，具有抗滑能力大，减少对边坡的挠动，能够较充分的利用边坡土体的自身强度“自稳”等特点。预应力锚索抗滑桩结构的抗滑能力取决于各个部件承载力大小，其抗滑能力取决于该结构体系各个环节中共同相互作用最薄弱环节。无论是外锚具的锚固力，还是钢绞线的强度及锚索锚固段的锚固力都必须满足滑坡抗滑要求。

 

　　二、客运专线高路堑边坡预应力锚索加固技术

 

　　（一）工程概况

 

　　某客运专线路基第十三合同段起讫桩号为K210+800～K218+798.851，路线全长7.99885km。本合同段位于K213+720～K214+080段左侧有一段深挖路堑高边坡。该高边坡长360m，最大高度为38.3m，按8m高分5级开挖，坡率均为1：0.75，各级边坡间设有2～4m宽平台，其中第一、二、三级平台宽2m，第四级平台宽4m。本路段的高边坡多处于侵蚀剥蚀大起大伏中山区，侵蚀冲沟发育，深谷以“V”字型为主，切割深度变化较大。该边坡路段微地貌呈台阶状，

 

　　（二）稳定性分析

 

　　该边坡属于二元结构边坡。在边坡开挖面揭露土体厚度较薄，开挖后未见明显变形现象，按现状边坡坡率可以不对上部土体进行专门加固。岩层倾向铁路，不利于边坡稳定，此外坡脚揭露厚度约10m的强风化泥岩层为工程软岩，当边坡开挖至设计标高时必然导致软弱层在上部荷载的作用下变形，最终导致坡体破坏。边坡的破坏模式为类似圆弧的折线滑动。按设计坡形开挖边坡后，在正常工况条件下边坡欠稳定，在暴雨等不利工况下边坡会发生失稳。

 

　　（三）边坡防护措施

 

　　放缓边坡能解决沿坡脚破坏的问题，但将会引起边坡上部黄土滑动，因此放缓边坡并不能保证坡体稳定。因此边坡防护以加固坡体为主，具体如下：（1）边坡坡顶线外5m设截水沟，第二至第四级平台设置平台水沟，平台水沟的水通过急流槽引入边沟或引入截水沟。（2）在第三级坡中部开始设置锚索抗滑桩加固坡体。（3）对第一级边坡设挡土墙、对第二级边坡设护面墙，第三级平台设锚索抗滑桩，坡面设锚杆挂格宾网；第四级坡面设锚杆挂格宾网；第五级坡面采用喷播植草灌防护措施。

 

　　该段抗滑桩共32根，其中编号1～9、25～32抗滑桩平面尺寸为2m×3m；靠边坡中部编号10～24号抗滑桩平面尺寸为2.4m×3.6m。设计桩长为24～36m不等。桩间距均为6m。抗滑桩顶部外露4m范围内设置4组8束均为40m的预应力锚索。上层两组锚索与水平夹角为30°，下层两组锚索与水平夹角为35°。

 

　　（四）锚索抗滑桩施工技术

 

　　1.钻孔

 

　　（1）钻机就位

 

　　锚孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。

 

　　（2）钻进方式

 

　　钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。

 

　　（3）钻进过程

 

　　钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。

 

　　（4）孔径孔深

 

　　钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。

 

　　2.锚索安装

 

　　锚索入孔前应进行下列各项检验，并经监理工程师认可：锚孔内及周围杂物必须清除干净；锚索长度应与设计孔深相符；锚索应无明显弯曲、扭转现象；锚索防护涂层无损伤，凡有损伤的必须修复。用人力将锚索抬起塞入钻好的锚孔中，若遇坍孔锚索未下至设计深度时，必须将其拔出，重新用钻孔清孔，然后再下锚，直到满足设计要求为止。下锚过程中不应损伤锚索的防护措施。

 

　　3.注浆

 

　　注浆要搅拌均匀，随拌随用，并在初凝前用完。严防石块等杂物混入浆液。注浆材料为普硅42.5水泥浆。锚孔注浆必须采用孔底返浆法，直至孔口溢出新鲜浆液，严禁抽拔注浆管或孔口注浆，如发现孔口浆在回落，应在30分钟内进行孔底压注补浆2-3次，确保孔口注浆充满。注浆顺序家按照先坡面底部后顶部的顺序进行，防止串孔。注浆过程中要做好相关记录。

 

　　4.抗滑桩

 

　　抗滑桩采用人工挖孔形成，每孔每班4人。由于挖孔桩间距较小，为使工程在施工期间能够安全，挖孔桩实行了跳槽开挖，在挖孔桩的孔口进行锁口，桩孔每米进行钢筋混凝土护壁，护壁厚度为20cm或30cm，待护壁达到一定强度后，才继续向下开挖。当开挖至滑动面附近时，如出现孔壁垮塌，对孔壁采取加厚护壁或内撑模板进行临时加固。挖孔桩在挖孔过程中，要注意控制其垂直度和孔的净断面尺寸

 

　　桩身砼浇筑分2次进行浇筑，首次浇筑可浇筑至桩顶以下2.5m处，凿除桩头后待抗滑桩检测合格后再进行桩身第二次浇筑。

 

　　注意事项：桩身第一次砼浇筑前，需预埋声测管；桩身第一次砼浇筑完成后，孔口需及时覆盖，以防杂物落入孔口，并予第二次桩身砼前进行凿毛，以保证桩身完整性。

 

　　抗滑桩检测采用声波透射法进行检测，具体要求如下设四根管，呈正方形布置。声波管采用钢管，内径50mm，壁厚3.5mm。钢管用螺栓连接，保证管内光滑。声波管不得破漏，下端及接头要严格密封，管顶在检测前要加盖，以免异物掉入，堵塞通路。可在下钢筋笼前将声测管焊接或绑扎在钢筋笼内侧的加劲箍上，也可在钢筋笼放入后声测管焊接或绑扎在钢筋笼内侧的加劲箍上，确保在灌注混凝土过程中声测管位置不变。声测管之间在全长范围内要保持互相平行，垂直度偏差不大于1%，声测管底部高于桩底不大于20cm，顶部高于桩身砼面30cm。

 

　　5.张拉方法

 

　　预应力筋（束）的锚固，应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。张拉作业时设专人指挥，用对讲机联络，保证同时同步进行施工若有滑丝现象时，采用千斤顶和卸荷座，将卸荷座支撑在锚具上，用千斤顶张拉滑丝钢绞线，直至将滑丝夹片取出，换上新夹片，张拉至设计应力即可。提高其他钢丝的控制张力作为补偿，但在任何情况下最大超张拉力不得超过0.8Rby（钢绞线）。卸荷、松锚，换束、重新张拉至设计应力值。为防止工具锚退不下来的情况，在安装工具锚时，在锚环内壁涂退锚灵。

 

　　参考文献：

 

　　[1]陈强.浅谈在客运专线路基施工中预应力锚索+桩板墙结构的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013年21期.

 

　　[2]王林兵，何鹏飞.预应力锚索在抗滑桩治理滑坡中的应用[J].水电与新能源，2012年4期.